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關鍵詞:建筑;加固;結構設計;分析
Abstract: The author discusses the structural design of the housing reinforced engineered for reference.Keywords: construction; reinforcement; structural design; analysis
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
現在加固的構件主要還是針對構造和承載能力薄弱的構件,在對建筑加固完成以后要考慮到加強以后的構件對加強部位以致整個結構整體的影響。否則有時加固改造后會適得其反。例如:對連續梁某一段采取增大截面法進行加固后由于剛度的變化會引起相鄰跨梁、柱的內力重分布;對多層磚混結構的某一層墻體采取夾板墻加固,使得該層墻體的剛度大幅度增加,形成與相鄰樓層的剛度差,對結構的抗震不利。此外還有加固后構件的承載能力提高,防火等級大幅度下降等問題。在建筑物進行加固的同時要從建筑的整體有總體上的把握,加固以后要符合現代結構設計理念和現代的建筑規程要求。
1 加固改造鑒定步驟
已建工程在加固改造前均需要由專業技術人員對其進行調查鑒定。一般步驟是:
1.1 收集資料。調查了解該項目的狀況(包括:設計圖紙、竣工資料、使用維護日志、使用環境等)和準備改造的內容(使用功能、條件等)。
1.2 現場調查、測試。在現場收集建筑材料資料(主體結構和維護結構材料的損傷情況等)和建筑結構(結構變形、裂縫等)資料。
1.3 根據項目實際情況和要求的加固改造方案進行結構驗算分析,以及進行相應的構件或模型試驗,對加固改造方案加以驗證。
1.4 加固改造工程一般應由具備相應資質并有經驗的單位來施工完成,在這期間設計、監理單位應嚴格審查施工方案,并配合相關部門做好質檢工作。
2 加固改造的有效措施
2.1 根基的加固
房屋的基礎加固實施比較困難和復雜。建筑物經過幾年的自然降已經達到了沉降的相對穩定,這時在進行加固的時候,肯定會造成原有基礎的附近土壤松動,從而影響了新的加固基礎的根基穩定狀態。基礎加固一般有兩個方面,一方面是在原有的基礎上增添原有基礎的橫截面積以達到接層以后的抗壓力,這種加固方法一般適用于獨立型建筑的加固基礎。另一方面就是在原有基礎的旁邊增設基礎,在通過構件的相互轉換將承載壓力傳至到各個基礎上去,來分擔原有建筑的荷載。樁基礎經常采用這種加固方式。
在對建筑的加固基礎的過程中,要盡量避免對原有建筑的基礎的破壞,這是由于原有基礎仍然要受到原有建筑的承載壓力。同時也要根據現場的實際情況對結構主體產生的破壞和主體容易滑動的地方采取臨時加固的措施。在進行加固過程的設計時應該考慮接層以后新基礎的沉降會不會對建筑的主體產生影響,并建議加固基礎時采用減小沉降的相關地基處理方法,可以在地基的局部應用換土、壓實等辦法已達到降低沉降的目的。
2.2 原有構件的加固措施
建筑的加固結構框架的加固部位大多是指梁和柱。柱不符合承載力的要求,主要是因為柱軸壓比不符合規范要求,即橫截面積或者是混凝土的標號不符合標準。在建筑的加固過程中主要是對柱的截面積來實現的。一般來說有兩種方法,一種是在通過在原來混凝土上面包裹一層混凝土,使它們成為一個整體,以實現柱面積的增加來實現目的。另外一種就是在原有鋼筋混凝土的外表面用鋼結構進行加固,從而分擔原鋼筋混凝土的上部壓力荷載。加固使用的梁一般不滿足承載力的要求,這是由于梁的下部配筋不能滿足荷載作用下的要求。而且在加固的過程中和柱的加固方法類似都是在原有混凝土的表面增加混凝土的截面積來增大荷載能力。加固過程也可以運用鋼結構對梁進行加固,增強其抗彎抗剪能力。在加固過程中對墻體承載力和抗震構造而加固的一般采用磚混結構加固,磚混結構墻體的質量好壞可以直接影響整個建筑的抗震的是否牢固。
2.3 混凝土結構的加固改造
當前建筑行業應對混凝土結構進行加工改造的方法主要包括了一下幾點,筆者進行了詳細地分析。
2.3.1 外包鋼加固法。該方法的特點在于:將型鋼設置在混凝土構件的附件,使其和混凝土協調工作,以提升承載力。主要方式包括了干式、濕式兩大類。主要適用于:構件截面加大受限制,需大幅度增加高承載力。在使用化學灌漿外包鋼時需將型鋼表面的溫度控制在60℃以下,對于具有腐蝕性介質的環境需要制定相應的防護措施。
2.3.2 加大截面法。該方法的特點在于,利用不斷加大原結構材料的構件截面來提升建筑的承載力。主要適用于普通構建,如:梁、柱、板、墻等。
2.3.3 增設支點法。該方法的特點為:通過增加支點數量,實現構件的減少來計算長度和變形,提升承載力。主要分為剛性、彈性支點兩種,主要適用于:凈空不受限的梁、板、桁架等。
2.3.4 預應力加固法。該方法的特點為:結合預應力的鋼拉桿及撐桿作用,對原結構實施加固改造,從而將原結構承受的荷載轉至加固結構上。主要適用范圍:需要提升承載力、剛度、抗裂性,且保證較小的占用空間,在于梁、板、屋架等方面的施工較為常用。
2.3.5 繞絲法。該方法的特點為:將鋼絲包混凝土構件附近,使其與混凝土協調工作,提升承載力。主要適用于混凝土結構構件斜截面承載力較弱,以及要對受壓構件施加橫向約束力的條件下。
2.3.6 碳纖維織物加固。此方法的特點為:將碳纖維織物粘貼在混凝土表面來提升承載力。主要適用于一般的結構加固改造施工中,其優勢在于抗腐蝕、耐潮濕等,但要采取必要的防火處理。在計算碳纖維織物加固混凝土梁正截面承載力時,需要參照平截面假定的混凝土梁受彎基本理論,運用等效鋼筋面積法來保證計算結果的有效性,當等效鋼筋面積計算結果出來后,可利用鋼筋混凝土梁受彎構件的正截面承載力設計公式展開計算。
2.3.7 粘貼鋼板法。該方法的特點為:將鋼板粘貼在混凝土表面來提升承載力。主要適用于:受彎、受拉構件(梁、板)。通常在60℃以上的環境中不采用此方法,若處于腐蝕性介質環境時需要采取一定的防護措施。
2.4 鋼結構加固改造
鋼結構加固改造是較為常見的加固方式,其主要分成以下兩大類型:
2.4.1 加大構件截面。鋼梁和鋼柱的加固當否能夠利用焊接或高強度螺栓連接來完成。對施工條件進行了全面的分析,需要對施工條件、加固構件的應力分布時等要素進行研究,重點分析由于焊接加固引起的殘余應力和變形對加系數K(軸心受力的實腹構件:K=0.8;偏心受力和受彎構件以及格構式構件:K=0.9)。
2.4.2 轉變結構計算簡圖。這種加固方式是運用添加支撐系統變一榀一榀的排架結構為空間結構;通過添加支撐改變構件長細比來加強穩定及承載能力;將鉸接轉化成剛接,降低構件計算長度。
2.5 砌體結構加固改造
2.5.1 磚砌體中常見的問題有磚砌體承載力及穩定性達不到要求,可通過扶壁柱法和鋼筋網水泥法進行加固改造。
2.5.2 適用于磚柱的加固方法包括了增大截面法、外包型鋼法兩大類。在磚砌體結構中出現裂縫問題后應該根據實際情況制定處理措施。具體為:因溫度引起的裂縫,可利用填縫封閉和加筋錨固方法;若裂縫形狀小且數量多,可在裂縫穩定時期進行灌漿補強;若裂縫由結構因素引起,需要先進行加固處理,再解決裂縫問題。
3 結束語
隨著現代社會的經濟快速發展,民用建筑已成為特別建筑。因為它要被使用幾十年或者永遠的保留下來,但現在社會發展對建筑產生了新的外觀要求。為此,目前建筑工程加固的建筑也在逐漸增多,這次改進不僅改善了房屋戶型,有的也對建筑的樓層進行了添加,改善了其使用性能。為了使建筑跟進潮流的現代城市相匹配,實現城市規劃和房屋使用的新標準。也有一些建筑是由于長久失修導致房屋質量出現問題需要進行維修或維護使房屋得到相關的性能改造。所以,對房屋的加固改造對建筑工程具有重要的建筑意義
參考文獻:
[1] 中國建筑科學研究院.混凝土結構設計[M].北京:中國建筑工業出版社,2008.
【關鍵詞】房屋建筑結構;加固技術;施工
中圖分類號:TU3文獻標識碼: A
隨著各方面的提升,對房屋建筑結構加固設計以及施工技術的要求也逐漸提升。為了提升建筑物結構的穩定性,減少人員的傷亡和財產的損失,我們應該對房屋建筑結構的設計進行改進,改良房屋建筑結構的施工技術。
一、房屋建筑結構施工中的問題
1、房屋建筑結構施工的設計不合理
房屋建筑結構施工要想提高質量,按時竣工,就必須依靠作為建筑工程靈魂的工程設計。周密合理的工程設計是建筑施工的首要因素。建筑施工工作能否按期正常進行,施工質量質量能否提高,都必須以建筑施工的工程設計作為先決條件。在建筑施工過程,有關技術人員對建筑工程性質和內容了解不夠深入和透徹,也未到建筑工地進行考察,和相關工作人員及時進行交流和討論,導致設計出的建筑方案不切實際,如同廢紙一張,不能很好地對建筑工程進行指導。這使得建筑工程從根本上就存在問題,對大到建筑的內部結構和裝修風格,小到建筑材料,施工場地等帶來很嚴重的后果,極大的減慢了工程的進度,導致建筑工作中諸多問題的出現,影響建筑施工質量。
2、房屋建筑結構施工人員專業技術水平和素質不高
在建筑施工時,對勞動力的需求相當大,因此,施工人員的技術和素質問題是影響建筑施工質量的最重要的指標,建筑施工人員的專業技術是否精湛,綜合素質是否重影響著建筑施工質量。然而,由于聘用的勞動力需求很大,因此在技術和質量方面難免會有所差別。再加上科學技術的飛速發展,這就對施工人員的技術要求越來越高了,但是施工單位并不能達到社會所要求的那樣,這就造成了相關技術人員并不能充分了解有關施工設計的要求,對選用的建筑施工新材料的材質和使用方法了解也不夠,更有甚者完全不了解新興的建筑施工技術,其低下的建筑施工技術嚴重推遲了建筑施工的工程進度,給建筑施工的后續工作帶來很多不利的影響。另外,有些技術人員雖然技術很好,但對建筑施工工作的責任心不夠,在施工中偷工減料,詢私舞弊,對建筑施工質量帶來很大的安全隱患。因此,加強對施工人員的技術培訓,培養他們的綜合素質,是建筑結構施工首先應該關注的問題。
3、房屋建筑結構中所使用的鋼結構設計不合理
在房屋建筑結構施工中通常會采用鋼結構,這是由鋼結構的特殊特點所決定的。在對鋼結構進行設計時,對于鋼結構的選型以及布置是十分重要的。特別是對于分析難以精確的內容以及對沒有規范過的問題進行規范時,更應該加強重視,通過查閱相關資料,分析相關的力學關系以及出現的破壞機理或試驗現象去構思新的設計。
二、房屋建筑結構比較常見的一些加固技術
(1)增加鋼筋截面法
類似于混凝土的加固方法,以增加了截面積的方式來加強房屋的堅固度,此應用己經非常成熟,適應范圍廣,具體操作方面也是必較容易的。但是,更換混凝土加固方法,操作需要很長的時間,所以影響建筑物的使用。此外,這種加固方法后,建筑物內的凈空面積會有所縮小。此方法適用于一般混凝土結構的建筑。
(2)有粘結外包型鋼加固法
該方法具有良好的加固作用,建筑的優點就是施工的環節相對較少,由于這種方法對鋼筋的需求量太大,導致更高的成本和費用。因此不適合使用在加固一般的建筑物上,主要用于結構強度高的建筑物,同時需要被加強的區域不能擴展等的建筑上。使用鋼板的緣故,這種方法并不適用于加固高溫場所的建筑結構。
(3)粘貼纖維加強塑料加固法
鋼筋加固法顧名思義與粘貼有關,與粘貼鋼板加固的方法有些許類似,但也存在一些差異,主要是材料方面。用于進一步加固材料是塑料的,所以不用擔心相對濕度和腐蝕性,由于材料本身重量比較輕,而且成本比鋼低得多。然而,塑料材料具有明顯的缺點,溫度不能太高,容易出現火災。因此,使用過程中這個方法應該使結構堅固并妥善處理高溫易燃的問題。
三、實施中的施工技術
一切準備工作就緒之后,就可以考慮施工時到底該做些什么了。工程實施中也要有很多的注意點,要掌握技術要點和施工方法。
(1)對原有舊鋼結構考察、取樣、實驗、評定,這些工作看起來簡單,其實非常的重要,所以這個工作一定要認真的對待,盡量做的細致一些。而且必須要有專業的實驗室對原舊鋼結構以及新鋼材進行取樣實驗,出具權威評定報告,明確出符合條件的原料、需采購新鋼材、焊條規格型號、焊接連接工藝的技術。
(2)對原舊鋼結構進行噴砂除銹、除去在舊鋼表面殘留下來的所有氧化層和渣物,然后根據這些鋼結構的使用年限和損毀程度,與設計一起研究,通過一系列專業的計算和討論,整理出切合實際并且能夠實施的處理、加固方案。
(3)原有舊鋼結構只要生銹或者有一定的殘渣等就會逐漸的被破壞下去,所以一定要將鋼銹及在舊鋼表層殘留的腐蝕氧化層及渣物清除干凈,用空壓機連接專用的噴砂除銹機來進行徹底的清除工作,個別腐蝕嚴重的部位要提高警惕,必要的話可以投入相應的勞動力,人工用工具進行鑿、磨工作。此外用來噴砂除銹的砂子應采用中細黃砂,并且在施工前一定要曬干。
四、房屋建筑結構加固施工時應注意的問題
(1)盡量減少破壞原有結構,充分利用原有結構的承載能力。在建設工程設計制造時應充分考慮鋼筋目前的情況,確定鋼筋加固方案,盡量保留建筑的原有結構,以盡量減少損失和傷害,盡量減少甚至取消拆除,這更適合原配的就是最好的這一原則。應該認真分析和探索現有的結構應,經過適當的測試和結構可靠性分析測試,準確判斷原有房屋的結構和承載能力,以盡可能保持原貌或者保留它不應該忘記的地方,盡量按照原來的工程設定加固的特點,不要使得新舊之間有很大差距。
(2)加強改造過程中,經常使用的加固連接技術的是植筋和錨栓技術,這種技術對于混凝土結構的建筑來說簡單而有效的。按照《混凝土結構加固設計規范》的明確規定,對于一般的梁柱等構件,難以滿足的錨所需要的厚度寬度長度,采用植筋錨栓技術時需要注意最小邊距和最小距離,還要注意的是原有構件鋼筋密集部位鉆孔和定位的可能性,盡量小心,不要損壞原來的截斷和構件。
(3)在前期工作在,需要認真調查,檢測,分析工程設計的細節,并與施工單位積極協調和配合,共同設計出實惠,安全,合理,可行的和適當的加固方案,并選擇可行的替代品,以避免重復設計,加強監督檢查工程,加強執行力度,并消除任何風險,以確保項目的順利進行。
五、結束語
綜合全文來說,房屋建筑結構加固是一項系統性的工程,本文中講到的是加固方法、設計及施工技術方面。除此之外還應該從根本上找問題,加強施工管理,提高工程質量也是可以有效避免損壞的發生。總之,在正常情況下建筑都會老化,在自然災害的影響下會造成有較高程度的破壞,尤其是在多地震的國家,因此,加強房屋和其他建筑物的穩定性顯得十分重要。加固住房的結構,需要高技術,只有居住在穩定性好的住宅內,確保住房建設安全性,才能真正促進中國建筑行業的健康和可持續發展。
參考文獻:
[1]羅海.淺談房屋建筑結構加固施工技術[J].門窗,2013,03:178.
(1)托換技術。系托梁拆柱、托梁接柱和托梁換柱等技術的概稱。屬于一種綜合性技術,由相關結構加固、上部結構頂升與復位以及廢棄構件拆除等技術組成。適用于已有建筑物的加固改造。(2)植筋技術。系一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術。可植入普通鋼筋,也可植入螺栓式錨筋;已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程中。(3)外包鋼加固技術。應用外包鋼加固技術,利用角鋼外包在構件的四角位置,在角鋼之間采取綴板連接方式。外包鋼加固法分為濕式與干式兩種情況。濕式外包鋼法,在原有構件和型鋼之間,利用環氧樹脂或者乳膠水泥等粘結,將新舊材料之間進行有效協同,確保工作整體性,但是作業強度較大;干式外包鋼法,即原有構件和型鋼之間沒有任何粘結作用,雖然有時候以水泥砂漿填補,但是并不能實現結合面拉力與剪力的傳遞,難以保障原構件和型鋼的整體工作,只能實現單獨受力。這種方法基本對原結構構件的截面尺寸更改不大,僅是提高構件承載力,增加剛度與延性,一般在屋架、磚窗間墻、梁、混凝土柱等結構構件、構筑物加固中應用廣泛。
2實施中的施工技術
做好前期的設計和準備工作后,進入正規的實施階段,工程實施中也要有很多的注意點,要掌握技術要點和施工方法。(1)對原有舊鋼結構考察、取樣、實驗、評定,這些工作看起來簡單,其實非常的重要,所以這個工作一定要認真的對待,盡量做的細致一些。而且必須要有專業的實驗室對原舊鋼結構以及加固用的新鋼材進行取樣實驗,出具權威評定報告,明確出符合條件的原料、需采購新鋼材、焊條規格型號(或螺栓)、焊接連接工藝的技術。(2)對原舊鋼結構進行噴砂除銹、清除表面覆蓋的所有腐蝕的氧化層及渣物,然后根據這些鋼結構的使用年限和損毀程度,與設計一起研究,通過一系列專業的計算和討論,確定實用可靠的處理、加固、改造方案。(3)原有舊鋼結構只要生銹或者有一定的殘渣等就會逐漸的被破壞下去,所以一定要將鋼銹、表面覆蓋的腐蝕氧化層及渣物徹底清除,用空壓機連接專用的噴砂除銹機來進行徹底的清除工作,個別腐蝕嚴重的部位要提高警惕,必要的話可以投入相應的勞動力,人工用鋼鑿、榔頭、砂輪機來進行鑿、磨工作。噴砂除銹的砂子采用中細黃砂,一定要提前曬干。
3房屋建筑結構加固施工時應注意的問題
關鍵詞:混凝土;結構;加固設計
1引言
當前的房屋建筑結構的設計和施工質量,直接決定了房屋建筑工程的整體穩定性和耐久性。我國當前的房屋建筑工程中,老舊混凝土結構開始出現諸多問題,嚴重威脅了房屋建筑結構的穩定性與安全性,如不能及時采取處理措施,勢必嚴重影響居住者人身安全,因此,采用合理的混凝土結構加固技術至關重要。
2建筑工程中的混凝土結構加固設計
2.1基本原則
建筑施工中,通常需要綜合運用多種科學技術,而混凝土結構加固技術的運用就是其中之一,在結合大量先進技術、材料、施工方法的情況下,有效提高了混凝土加固的實際效果,提高了工程建設的經濟效益。在設計混凝土加固工程時,也需要綜合考慮相關的技術指標、經濟指標等因素,從而確保工程設計能夠具備相應的科學性與先進性。在實施混凝土加固時,通常選用強度相較于加固對象更高的混凝土材料,并注意做好加固結構、加固對象連結等細節施工,保證加固件與加固對象能夠維持協調的運作,從而維護建筑結構整體上的一致性。如果將混凝土結構加固技術應用于由于高低溫、化學反應、機械震動等因素所造成的建筑結構破損問題,應當結合破損的實際原因,選擇相應的處理方法,以減輕甚至消除破損原因,達到提高建筑結構安全穩定性的效果。衡量一項工程活動整體質量的重要指標之一,在于其經濟效益的評價,在實際的工作中,混凝土加固施工應當盡可能避免影響到原建筑的正常使用,從而減少加固施工可能對原建筑帶來的負面影響,因此建議盡可能以原本建筑條件為基礎,降低加固施工的成本。
2.2常見建筑結構加固方法的缺陷
直接加固法缺陷直接加固法中有置換混凝土加固法,這一方法的使用不會影響到建筑物凈空,但施工需要花費非常多的時間,將嚴重影響到混凝土強度,并使梁、柱混凝土承重加大,影響建筑結構穩定性;還有一種大截面加固法,這一施工方法現場濕性作業時間長,影響到正常生產與生活,還會使凈空減少;粘結外包型鋼加固法現場需要使用大量鋼筋,需要將混凝土結構強度增大,加固效果與膠黏工藝水平相關,在濕度環境下會使構件出現彎曲或者變形;黏貼纖維增強塑料加固法的使用需要設置防火層,不適合應用在所有的建筑構件中;繞絲法的不足與截面法相似,需要對構件施加較大約束力;錨固法需要對構件混凝土承重改造。
3房建結構新型加固技術
3.1間接加固技術
間接加固技術,通常是根據房屋建筑工程實際的受力情況,合理選擇的加固技術。如果混凝土構件出現受力不均的情況,將會破壞房屋的結構,必須采取相應的調整措施,進行房屋結構的加固設計,例如,通過對受彎混凝土構件采取預應力加固的方法,有效限制外荷載可能對混凝土構件造成的損壞,從而達到防止荷載過大致使房屋結構破壞的目的;或者通過降低外荷載效應的方式,提高混凝土結構本身的抗彎能力。間接加固法中,最為常用的是預應力水平拉桿加固技術,其主要是在混凝土結構上施加預應力,以改善工程混凝土結構抗裂性能,限制裂縫寬度、長度,進而改善混凝土構件的施加預應力,延長房屋結構的使用壽命。另外,預應力拉桿加固技術也是常用的間接加固技術之一,在房屋建筑混凝土結構加固中的應用通常采用臥式組裝,該種方式具有很強的抗壓性和穩定性。
3.2直接加固技術
3.2.1增大截面加固法
當混凝土材料處于三向應力狀態時,三向應變將受到約束,進而將混凝與承載力增強;當側向壓力增大時,約束混凝土構件也會出現橫向變形的增大,促使結構承載力增大。按照三向受力原理,新、舊混凝土結合構件將共同受力,使構件剛度與強度增大,進而使整體承載力增強。這種加固方法優勢是能夠在構件外表面增加一個鋼筋混凝土套箍層,進而將原來的混凝土強度與延伸性增強,提升混凝土抗壓性能。
3.2.2外貼型鋼加固法
外貼型鋼加固法具有現場工作量少、受力穩固、工期短的特點,能夠對原有構件除銹以后應用,濕性作業減少,構件在加固后的1d時間內都可以應用;外貼鋼技術受環境與截面面積影響,能夠將剛度與承載力提高,并且使用成本較低。黏貼過程中對粘結強度與彈性模量有較高要求,如果周圍環境有腐蝕介質時需要使用可靠的耐久性防護措施。
3.2.3黏貼碳纖維復合材料加固法
使用碳纖維復合材料加強混凝土構件穩定性能使新、舊構件后期強度增大,并提升加固速度,加固以后的結構構件會有更高耐腐蝕性與耐久性,對結構影響小,幾乎不會使截面面積增加,耐久性良好,大大提升結構構件受力性能。碳纖維加固技術使用的越來越多已經漸漸取代了粘鋼加固技術,鑒于碳纖維彈性模量低,一般在220GPa左右,高彈性模量在340~560GPa之間,將碳纖維復合材料外貼會使構件加固效果提升.
3.3鋼絲網砂漿加固技術
鋼絲網砂漿加固技術優勢在于自身含有較高鋼材與復合水泥砂漿,并且砂漿具有較強的分散性。研究證明,當鋼絲網水泥砂漿含鋼量達到300kg/m3時,會比普通的水泥砂漿更容易增強砂漿特性。鋼絲網砂漿加固使用的材料彈性好、抗拉強度大、抗滲性與抗裂性好。在實際工程中使用普通鋼筋混凝土構件容易出現開裂、斷裂等問題,并使預應力構件自重降低,延性較弱。而使用鋼絲網水泥復合砂漿則能增強混凝土構件的整體承載力,增強結構穩定性。
3.4注漿加固法
注漿加固法主要針對的是混凝土結構物開裂問題,原理是利用環氧樹脂粘合劑或密封劑,實施加固修補,以不影響實際生產為基本前提,盡可能達到預期的強度要求,從而延長結構使用壽命,效果安全可靠。這種方法主要有以下特點:①灌漿時應延續且慢速,保證樹脂盡量都注入開縫的部位;②這種方法可控制注入量,在需要時也能及時增加灌漿料;③可以依據注入的需要、開裂的大小調整注漿壓力;④能直接用肉眼觀察到注入的情況以及注入量。這種方法主要適用于隧道、橋梁等混凝土結構建筑物的開裂修補上。
4建筑混凝土結構加固工程實例分析
4.1工程概況
某高校體育場占地面積約為11562.2m2,附屬建筑面積達4532.72m2,建筑耐火等級為2級,建筑使用年限為40年,結構類型為框架式結構,抗震度為Ⅶ度,其結構布置如圖1所示。鑒于設計出現變更,原有結構的穩定度與鋼筋混凝土承載力不能滿足標準。該工程需加固鋼筋混凝土柱,高為8.2m,另有一根長度在11.2m的鋼筋混凝土框架柱,如圖2所示。
4.2混凝土結構加固設計
工程使用了外貼鋼加固法,在混凝土構件外貼一層型鋼,與原有混凝土構件一起工作,受力整體均勻,進而將建筑結構的抗彎性能與抗剪性能增加。在使用外貼鋼加固法以后,使混凝土構件剛度與承載力明顯增強,減少了配筋量,使用膠黏劑與黏貼工藝,增強了黏貼穩固性。本工程是一個看臺結構,使用兩個柱作為加固構件,使用外貼型鋼將構件加固,造價低廉,高分子材料使用比套箍加固法少。此外,本工程還使用了套箍加固技術,將原有鋼筋量輸入,使用PKPM軟件對參數分析,加固原配筋面積為3562.2mm2,在不改變截面面積情況下需要加固的配筋面積為1230.63mm2,使用套箍加固技術間距控制在120,考慮到厚度,需要在原有截面面積上增加配筋量。使用PKPM軟件中混凝土構件加固設計軟件,對混凝土構件進行驗算。取中間纖維的設計拉應變取值;縱向受鋼筋極限設置為0.02,單層纖維厚度為10mm直徑。使用不同加固軟件對套箍加固技術進行分析。
5結語
房屋建筑工程中,混凝土結構屬于基本骨架,因此其穩固性將直接關系到整個建筑的堅固。在進行房屋混凝土結構設計的過程中,應當注意切實加強整個設計過程中各個設計環節,嚴格按照相應設計文件開展施工,充分保證房屋建筑的施工質量水平,滿足房屋建筑建設的相應功能。
作者:劉笛 單位:中機中聯工程有限公司
參考文獻:
[1]仵愛菊.建筑工程的設計原則與混凝土加固設計應用分析[J].建筑工程技術與設計,2015(14):57~58.
關鍵詞:建筑加固;設計;安全
Abstract: in the construction engineering, the reinforcement technique used more widely, strengthening structure project design became concerned problems, it requires both can achieve technical standard and convenient for construction, but also can save construction cost, this becomes an engineering decision makers must face problems.
Keywords: building reinforcement; Design; security
中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A文章編號:
由于在自然環境中長期受到自然因素的侵蝕和人為因素的影響,建筑物都會有不同程度損壞產生,如產生裂縫、墻皮脫落等現象。如何有效的減緩建筑的損壞速度,增強建筑的使用功能,提高建筑的安全系數,延長建筑的使用壽命,就是我們結構加固工作的主要任務。
一、建筑加固結構概述
1.造成建筑物需要加固的原因分析
(1)在設計時存在缺陷,造成施工錯誤。
(2)施工原因和原材料質量問題引發事故。
(3)對建筑物進行技術改造時改變了本來的使用功能。
(4)遭受自然災害,如水、風、火、地震等,使建筑物受到損壞。
(5)由于混凝土碳化,失去了應有的保護作用,里面的鋼筋銹蝕,造成建筑物破損。
2.建筑加固所遵循的基本原則
(1)受損的建筑物經過專業論證以后確實需要加固的,就必須進行加固,加固的目標可以是建筑整體,也可以是專門劃定的部分或特定的部件。加固時要減少對原有結構的損傷,盡量利用原有結構的承載能力。在確定加固方案時,應盡量減少對原有結構的拆除和損傷。在經結構檢測和可靠性鑒定分析后,在對已有結構或構件的結構組成和承載能力等有了全面了解的基礎上,應盡量保留并利用其作用。
(2)對加固結構設計時要全面考慮,方法既要簡單可靠,又要便于施工。改造加固過程中,植筋和錨栓技術是較常見、簡捷、有效的對混凝土結構進行連接與錨固的技術。現行《混凝土結構加固設計規范》( GB50367-2006)與《混凝土結構后錨固技術規程》( JGJ145 - 2004) 中關于錨固長度的要求有非常大的區別,而且按照前者的規定,對于常規的梁柱等構件,其寬度厚度很難滿足錨固長度的要求。采用植筋錨栓時,不僅要注意最小邊距和最小中距的規定,還應注意在原有構件鋼筋密集部位鉆孔和定位的可能性,嚴禁損傷和截斷原構件受力鋼筋。對混凝土建筑加固時,要提高一個等級的強度,并加強構造和連接措施等,以保證原結構與新混凝土協同工作。
(3)因為外力因素造成的結構損壞,如凍害、侵蝕、振動、高溫等,要先排除、抵御或減小上述不利因素,再進行施工,確保加固后的結構性能可靠,正常使用。
(4)對建筑進行加固時要盡量考慮經濟效益,盡可能做到在不停產的情況下完成施工,盡量不破壞原建筑的有機整體的完整并減少對原建筑構件的拆除,能夠使用的應當保留。
(5)確保安全施工,若發現建筑構造存在嚴重安全隱患,要立即停止施工,等到消除隱患后方能繼續。改造加固對于新建建筑設計繁復而且獨特,要求我們工程設計人員必須緊密結合現場實際,在設計前期就應當與其他各專業以及施工單位積極協調配合,共同制定出可行、合理、經濟的設計方案,避免重復設計,少走彎路,在加固實施過程中應加強對實際結構的檢查,并隨時消除隱患。
3.選擇加固方案時應注意的問題
(1)改造加固設計應該由有資質的設計單位或研究單位來承擔。按有關規定,對既有建筑物進行改造、加固、設計、實施以后,承擔此任務的設計單位應該對該建筑結構的安全性和耐久性負完全責任,而原來的設計單位未參與改造加固設計時,則不再負此責任。
(2)選擇加固方案要考慮施工安全、效果可靠、經濟性好,而且施工要簡單,工期盡量短。多數的加固工程都能做到有效可靠,但經常會忽略施工的安全性、技術的合理性和設計經濟性等方面的問題,造成施工安全系數不高,施工工期延長,施工工藝復雜化,或者是出現不必要的資源浪費。
(3)進行加固設計時首先要滿足的條件就是要起到加固的作用,多選擇使用新技術、新材料、新工藝。隨著當今科學技術的進步,先進的工藝、新型的材料和科學技術的采用都能使加固方案達到預期的效果。一個出色的加固設計必須做到高性價比和高性能比,并體現出設計本身工藝的科學性和先進性。
4.加固設計前期準備工作
(1)要全面了解原建筑物的結構所使用的材料和承重體系,做好設計前的準備工作。對需要加固的建筑物,一定要先進行專業論證后才能施工,避免在工程施工中留下安全隱患甚至引起事故的發生。
(2)結構加固方案應技術可靠、經濟合理、方便施工。結構加固方案的選擇應充分考慮已有結構的實際現狀和加固后結構的受力特點,對結構整體進行分析,保證加固后結構體系傳力線路明確,結構可靠。
二、對建筑加固結構技術實際應用
1.混凝士結構加固改造的技術
(1)植筋技術
植筋技術是一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術,此技術既可植入普通鋼筋,也可植入螺栓式錨筋,并已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程中。
(2)托換技術
托換技術是托梁(或桁架)、拆柱(或墻)、托梁接柱和托梁換柱等技術的概稱,屬于一種綜合性技術,由相關結構加固、上部結構頂升與復位以及廢棄構件拆除等技術組成,適用于已有建筑物的加固改造。與傳統做法相比,具有施工時間短、費用低、對生活和生產影響小等優點,但對技術要求較高,需由熟練工人來完成才能確保安全。
(3)裂縫修補技術
裂縫修補技術是根據混凝土裂縫的起因、性狀和大小,采用不同封護方法進行修補,使結構因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復的一種專門技術。此技術適用于建筑物中各類裂縫的處理,但對受力性裂縫除修補外,尚未采用相應的加固措施。
(4)內部修補法
內部修補法是用壓力泵把膠結材料壓入混凝土裂縫中,結硬后起到補縫作用,并通過其膠結性使原結構恢復整體性,該方法適用于裂縫寬度較大,對結構的整體性和安全性及耐久性等有影響。
2.混凝土結構的加固方法
混凝土結構的加固分為直接加固與間接加固兩類,設計時可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術。